RU197343U1 - Supercharger for internal combustion engine - Google Patents

Supercharger for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU197343U1
RU197343U1 RU2019128159U RU2019128159U RU197343U1 RU 197343 U1 RU197343 U1 RU 197343U1 RU 2019128159 U RU2019128159 U RU 2019128159U RU 2019128159 U RU2019128159 U RU 2019128159U RU 197343 U1 RU197343 U1 RU 197343U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
receiver
way valve
exhaust manifold
Prior art date
Application number
RU2019128159U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Анатольевич Хрипач
Денис Алексеевич Иванов
Алексей Павлович Татарников
Федор Андреевич Шустров
Виктор Сергеевич Коротков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех)
Priority to RU2019128159U priority Critical patent/RU197343U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU197343U1 publication Critical patent/RU197343U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B21/00Engines characterised by air-storage chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/14Control of the alternation between or the operation of exhaust drive and other drive of a pump, e.g. dependent on speed
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к устройствам наддува для двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором. Технический результат заключается в повышении надежности устройства наддува для двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором, обладающего простой конструкцией и уменьшенными массогабаритными характеристиками. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство наддува включает в себя ресивер с датчиком измерения давления, аварийным клапаном давления и трехходовым клапаном, выполненным с возможностью управления положением его запорного элемента посредством блока управления устройством наддува. Трехходовой клапан своим первым выходом подключен к выпускному коллектору ДВС, второй выход трехходового клапана соединен с ресивером, а третий выход трехходового клапана соединен с входом в турбину турбокомпрессора посредством выпускной магистрали. Компрессор турбокомпрессора соединен своим входом с электронной дроссельной заслонкой ДВС, перед которой установлен воздушный фильтр. Электронная дроссельная заслонка ДВС управляется блоком управления двигателя, который может также получать управляющие сигналы от блока управления устройством наддува. Блок управления устройством наддува выполнен с возможностью управления приводом трехходового клапана подключения датчика измерения давления и блока управления двигателем. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to the field of engine building, in particular to boost devices for an internal combustion engine with a turbocharger. The technical result consists in increasing the reliability of a boost device for an internal combustion engine with a turbocharger having a simple structure and reduced weight and size characteristics. The essence of the utility model lies in the fact that the pressurization device includes a receiver with a pressure measuring sensor, an emergency pressure valve and a three-way valve, configured to control the position of its locking element by means of a control unit for the pressurization device. The three-way valve with its first output is connected to the exhaust manifold of the internal combustion engine, the second output of the three-way valve is connected to the receiver, and the third output of the three-way valve is connected to the turbine compressor turbine inlet through the exhaust manifold. The compressor of the turbocompressor is connected at its input to the electronic throttle of the internal combustion engine, in front of which an air filter is installed. The engine throttle electronic throttle is controlled by the engine control unit, which can also receive control signals from the boost control unit. The boost control unit is configured to control a three-way valve actuator for connecting a pressure measurement sensor and an engine control unit. 4 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, а в частности к системам газотурбинного наддува бензиновых двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to engine building, and in particular to gas turbine pressurization systems of gasoline internal combustion engines.

Основной областью применения устройств наддува являются двигатели внутреннего сгорания с турбонаддувом, применяемые в качестве основной силовой установки транспортных средств.The main area of application of boosters are turbocharged internal combustion engines, used as the main power plant of vehicles.

Улучшение динамических свойств транспортного средства в настоящее время осуществляется за счет применения наддува и в частности за счет снижения инерционности ротора турбокомпрессора, использования нескольких турбокомпрессоров меньшей размерности вместо одного, установки систем перепуска или же применения приводных компрессоров для обеспечения высокого давления наддува с низких частот вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Поставленную задачу возможно решить за счет подачи сжатого газа в выпускной коллектор из газового ресивера в связи с чем повышается давление в выпускном коллекторе, растет частота вращения ротора турбокомпрессора и растет давление наддува. Данное решение позволяет рекуперировать энергию торможения двигателем внутреннего сгорания в энергию сжатого газа внутри ресивера, тем самым повышая эффективность.The improvement of the dynamic properties of the vehicle is currently carried out by applying boost and in particular by reducing the inertia of the turbocharger rotor, using several smaller turbochargers instead of one, installing bypass systems or using drive compressors to provide high boost pressure from low crankshaft speeds internal combustion engine. The task can be solved by supplying compressed gas to the exhaust manifold from the gas receiver, in connection with which the pressure in the exhaust manifold increases, the rotor speed of the turbocompressor rises and the boost pressure increases. This solution allows you to recover the braking energy of the internal combustion engine into the energy of the compressed gas inside the receiver, thereby increasing efficiency.

Из уровня техники известен турбокомпрессор (US 2014/0182286 А1, 03.07.2014), в состав системы которого включен воздушный ресивер, компрессор с электроприводом, электромагнитный клапан подачи воздуха в выпускной коллектор. Когда транспортное средство начинает движение, электромагнитный клапан открывает подачу сжатого воздуха в выпускной коллектор из воздушного ресивера, растет давление наддува и мощность двигателя. Недостатками представленной системы являются необходимость затрат энергии на привод электрокомпрессора, что повышает нагрузку на бортовую сеть и приводит к повышению расхода топлива и снижении обшей эффективности.A turbocompressor is known from the prior art (US 2014/0182286 A1, 07/03/2014), the system of which includes an air receiver, an electric compressor, an electromagnetic valve for supplying air to the exhaust manifold. When the vehicle starts moving, the solenoid valve opens the supply of compressed air to the exhaust manifold from the air receiver, boost pressure and engine power increase. The disadvantages of the presented system are the need for energy consumption for driving an electric compressor, which increases the load on the on-board network and leads to increased fuel consumption and reduced overall efficiency.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) предлагаемой полезной модели, выбран патент на изобретение RU 2638254 С2, 12.12.2017, в котором описывается снижение эффекта запаздывания турбокомпрессора в двигателе с наддувом. В нем раскрыт резервуар наддува, соединенный с двигателем, который может быть наполнен сжатым воздухом при всасывании воздуха двигателем и/или отработавшими газами. Находящийся под давлением газ или газовая смесь затем может быть выпущена при нажатии педали акселератора во впускной или выпускной коллектор.As the closest analogue (prototype) of the proposed utility model, the patent for the invention RU 2638254 C2, 12/12/2017, which describes the reduction of the delay effect of a turbocharger in a supercharged engine, is selected. It discloses a boost reservoir connected to an engine, which can be filled with compressed air when the engine and / or exhaust gases suck in air. The pressurized gas or gas mixture can then be discharged by depressing the accelerator pedal into the intake or exhaust manifold.

К недостаткам прототипа следует отнести The disadvantages of the prototype should include

низкие массогабаритные характеристики ресивера ввиду необходимости использования ресивера большого объема из-за максимального давления в нем, ограниченного давлением наддува компрессора или давлением отработавших газов перед турбиной;low mass and size characteristics of the receiver due to the need to use a large volume receiver because of the maximum pressure in it, limited by the compressor boost pressure or the exhaust gas pressure in front of the turbine;

система не может быть использована для наполнения ресивера воздухом, сжатым в двигателе, при движении на холостом ходу, так как нет узла, перекрывающего полностью выпускную магистраль.the system cannot be used to fill the receiver with air compressed in the engine when idling, since there is no assembly that completely covers the exhaust manifold.

система содержит большое количество электроуправляемых клапанов и обратных клапанов, что существенно усложняет конструкцию, а также влияет на работоспособность всей системы в целом ввиду того, что обратные клапаны, расположенные в системе выпуска, будут засоряться продуктами сгорания двигателя в виде сажи и продуктов сгорания моторного масла и выходить из строя.the system contains a large number of electrically operated valves and check valves, which significantly complicates the design and also affects the performance of the entire system as a result of the fact that the check valves located in the exhaust system will become clogged by the combustion products of the engine in the form of soot and combustion products of engine oil and fail.

Задача, решаемая полезной моделью, направлена на разработку конструктивно простого и компактного устройства наддува, сокращающего время запаздывания турбокомпрессора в двигателе внутреннего сгорания» с наддувом, обладающего при этом повышенной надежностью, а также позволяющего эффективно использовать работу двигателя внутреннего сгорания в составе транспортного средства на режиме принудительного холостого хода при торможении.The problem solved by the utility model is aimed at developing a structurally simple and compact pressurization device that reduces the time delay of a turbocharger in an internal combustion engine ”with a supercharger, which has increased reliability, and also allows efficient use of the internal combustion engine as a part of the vehicle in forced mode idling when braking.

Технический результат заключается в повышении надежности устройства наддува двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором, обладающего простой конструкцией и уменьшенными массогабаритными характеристикам.The technical result consists in increasing the reliability of a device for boosting an internal combustion engine with a turbocompressor, which has a simple structure and reduced weight and size characteristics.

Технический результат достигается тем, что устройство наддува для двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором, содержащее ресивер, подключенный к выпускному коллектору ДВС и выпускной магистрали, воздушный фильтр, соединенный с электронной дроссельной заслонкой ДВС и установленный, как и дроссельная заслонка ДВС, перед компрессором турбокомпрессора, причем турбина турбокомпрессора соединена с ДВС посредством выпускной магистрали и выпускного коллектора ДВС, причем устройство наддува соединено с блоком управления ДВС, причем устройство наддува дополнительно содержит аварийный клапан давления, расположенный в ресивере, трехходовой клапан, расположенный на входе в ресивер, и имеющий привод, блок управления устройством наддува, соединенный сигнальными кабелями управления с блоком управления ДВС, по которым поступают сигналы о режимах работы ДВС, и производится управление электронной дроссельной заслонкой ДВС, датчик измерения давления с измерительным элементом, который располагается во внутреннем объеме ресивера и позволяет осуществлять управление давлением в ресивере посредством управления от блока управления устройства наддува,The technical result is achieved in that a boost device for an internal combustion engine with a turbocharger, comprising a receiver connected to the exhaust manifold of the internal combustion engine and exhaust manifold, an air filter connected to the electronic throttle of the internal combustion engine and installed, like the throttle internal combustion engine, in front of the turbocharger compressor, the turbine of the turbocharger is connected to the internal combustion engine via the exhaust manifold and the exhaust manifold of the internal combustion engine, the boost device being connected to the internal combustion engine control unit, the pressurization device further comprises a pressure emergency valve located in the receiver, a three-way valve located at the inlet of the receiver and having a drive, a pressurization device control unit connected by signal control cables to the engine control unit, through which signals about the internal combustion engine operating modes are received, and produced ICE electronic throttle control, pressure measuring sensor with a measuring element, which is located in the receiver’s internal volume and allows for pressure control in the receiver by control from the control unit of the boost device,

причем первый выход трехходового клапана подключен к выпускному коллектору двигателя внутреннего сгорания, второй выход трехходового клапана располагается во внутренней полости ресивера, а третий выход трехходового клапана соединен с турбиной турбокомпрессора выпускной магистралью, причем привод трехходового клапана приводится в движение блоком управления устройства наддува, который соединен также с датчиком измерения давления, причем трехходовой клапан выполнен таким образом, что при повороте из крайнего положения на каждые 90 градусов его запорного элемента, объединяются его выходы в трех позициях: первый выход с третьим, второй с первым, и первый со вторым и третьим.moreover, the first output of the three-way valve is connected to the exhaust manifold of the internal combustion engine, the second output of the three-way valve is located in the internal cavity of the receiver, and the third output of the three-way valve is connected to the turbine of the turbocharger by the exhaust manifold, and the drive of the three-way valve is driven by the control unit of the boost device, which is also connected with a pressure measurement sensor, and the three-way valve is made in such a way that when turning from the extreme position for every 90 g dusov its closure element, its outputs are combined in three positions: a first output to the third, the second to the first, and the first to the second and third.

Конструкция устройства наддува также имеет следующие дополнительные отличия The design of the boost device also has the following additional differences

трехходовой клапан выполнен с условным проходным сечением запорного элемента равным сечению выпускной магистрали для снижения падения давления в выпускной магистрали;a three-way valve is made with a conditional bore of the shut-off element equal to the section of the exhaust manifold to reduce the pressure drop in the exhaust manifold;

аварийный клапан, связывающий внутренний объем ресивера с атмосферой позволяет ограничивать максимальное давление сжатого воздуха в ресивере путем стравливания его в атмосферу для защиты ресивера от давления сжатого воздуха, превышающего максимально допустимое;the emergency valve connecting the receiver’s internal volume to the atmosphere allows you to limit the maximum pressure of compressed air in the receiver by venting it into the atmosphere to protect the receiver from compressed air pressure exceeding the maximum allowable;

ресивер и трехходовой клапан выполнены из жаростойкой нержавеющей стали;the receiver and the three-way valve are made of heat-resistant stainless steel;

выпускная магистраль турбокомпрессора выполнена в виде выпускной трубы из алюминизированной стали с проходным сечением, соответствующим для данного двигателя внутреннего сгорания.the exhaust pipe of the turbocharger is made in the form of an exhaust pipe made of aluminized steel with a bore suitable for a given internal combustion engine.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых представлена структурная схема работы устройства наддува (фиг. 1), структурная схема рабочих положений запорного элемента трехходового клапана (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4).The utility model is illustrated by drawings, which shows a structural diagram of the operation of the boost device (Fig. 1), a structural diagram of the operating positions of the shut-off element of a three-way valve (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4).

Устройство наддува для двигателя внутреннего сгорания (1) с турбокомпрессором включает в себя ресивер (2) с датчиком измерения давления (3) и аварийным клапаном давления (4), соединенный с трехходовым клапаном (5), выполненный с возможностью управления положением его запорного элемента посредством блока управления устройством наддува (6). Трехходовой клапан (5) своим первым выходом (7) подключен к выпускному коллектору ДВС (8), второй выход (9) трехходового клапана соединен с ресивером (2), а третий выход (10) трехходового клапана (5) соединен с входом в турбину (11) турбокомпрессора посредством выпускной магистрали (12). Компрессор (13) турбокомпрессора соединен своим входом с электронной дроссельной заслонкой ДВС (14), перед которой установлен воздушный фильтр (15). Электронная дроссельная заслонка ДВС (14) управляется блоком управления двигателя (16), который может также получать управляющие сигналы от блока управления устройством наддува (6).A boost device for an internal combustion engine (1) with a turbocharger includes a receiver (2) with a pressure measurement sensor (3) and an emergency pressure valve (4) connected to a three-way valve (5), configured to control the position of its shut-off element by boost control unit (6). The three-way valve (5) is connected with its first outlet (7) to the exhaust manifold of the internal combustion engine (8), the second outlet (9) of the three-way valve is connected to the receiver (2), and the third outlet (10) of the three-way valve (5) is connected to the turbine inlet (11) a turbocharger via an exhaust manifold (12). The compressor (13) of the turbocharger is connected by its input to the electronic throttle of the internal combustion engine (14), in front of which an air filter (15) is installed. The engine throttle electronic throttle (14) is controlled by the engine control unit (16), which can also receive control signals from the control unit of the boost device (6).

Блок управления устройством наддува (6) выполнен с возможностью управления приводом трехходового клапана (5), подключения датчика измерения давления (3) и блока управления двигателем (16), таким образом, блок управления устройством наддува (6) позволяет управлять положением запорного элемента трехходового клапана (5) и тем самым управлять потоком отработавших газов в выпускной магистрали (12), а также управлять положением электронной дроссельной заслонки ДВС (14) при работе устройства наддува.The supercharger control unit (6) is configured to control a three-way valve actuator (5), to connect a pressure measurement sensor (3) and an engine control unit (16), thus, the supercharger control unit (6) allows you to control the position of the shut-off element of the three-way valve (5) and thereby control the flow of exhaust gases in the exhaust manifold (12), as well as control the position of the electronic throttle valve of the internal combustion engine (14) during operation of the boost device.

Трехходовой клапан (5) выполнен таким образом, что при повороте из крайнего положения на каждые 90 градусов его запорного элемента объединяются его выходы (7, 9, 10) в трех позициях: первый выход (7) с третьим (10), второй (9) с первым (7), и первый (7) со вторым (9) и третьим (10).The three-way valve (5) is made in such a way that when it turns from its extreme position for every 90 degrees of its locking element, its outputs (7, 9, 10) are combined in three positions: the first output (7) with the third (10), and the second (9 ) with the first (7), and the first (7) with the second (9) and third (10).

Аварийный клапан давления (4) позволяет ограничивать максимальное давление в ресивере (2) путем стравливания в атмосферу при превышении давления максимально допустимого.An emergency pressure valve (4) allows you to limit the maximum pressure in the receiver (2) by venting it to the atmosphere when the maximum pressure is exceeded.

Устройство наддува работает следующим образом. При работе на рабочем режиме ДВС (1) запорный элемент трехходового клапана (5) занимает первое положение (фиг. 2), в котором отработавшие газы идут по выпускному коллектору (8) двигателя внутреннего сгорания (1) и выпускной магистрали (12) напрямую к турбине (11) турбокомпрессора.The boost device operates as follows. When operating in the internal combustion engine operating mode (1), the three-way valve shut-off element (5) occupies the first position (Fig. 2), in which the exhaust gases flow through the exhaust manifold (8) of the internal combustion engine (1) and the exhaust manifold (12) directly to turbine (11) turbocharger.

При снижении частоты вращения двигателя внутреннего сгорания (1) и перевода его в режим работы принудительного холостого хода, при котором отключена топливоподача, посредством блока управления двигателем (16), посылающего сигнал на блок управления устройством наддува (6), который переводит запорный элемент трехходового клапана (5) во второе положение (фиг. 3), в котором выпускной коллектор ДВС (8) соединяется только с объемом ресивера (2), блок управления устройством наддува (6) также посылает сигнал на блок управления двигателем (16) для открытия электронной дроссельной заслонки ДВС (14), тем самым пропуская весь объем воздуха, очищенного фильтром (15) в двигатель внутреннего сгорания (1). Двигатель внутреннего сгорания (1) в данном случае работает в качестве компрессора и накачивает воздух в ресивер (2) до тех пор, пока либо не поступит сигнал с датчика измерения давления (3) о том, что необходимое давление достигнуто, либо двигатель внутреннего сгорания (1) достиг частоты вращения, при которой возобновляется процесс топливоподачи.When reducing the speed of the internal combustion engine (1) and putting it into forced idle mode, when the fuel supply is turned off, by means of the engine control unit (16), which sends a signal to the control unit of the boost device (6), which translates the shut-off element of the three-way valve (5) to the second position (Fig. 3), in which the exhaust manifold of the internal combustion engine (8) is connected only with the volume of the receiver (2), the supercharger control unit (6) also sends a signal to the engine control unit (16) to open electrons throttle internal combustion engine (14), thereby passing the entire volume of air, purified by the filter (15) in an internal combustion engine (1). The internal combustion engine (1) in this case works as a compressor and pumps air into the receiver (2) until either a signal from the pressure measurement sensor (3) arrives that the required pressure has been reached, or the internal combustion engine ( 1) reached a speed at which the fuel supply process resumes.

При возобновлении процесса топливоподачи электронная дроссельная заслонка ДВС (14) возвращается в рабочее положение, блок управления устройством наддува (6) переводит запорный элемент трехходового клапана (5) в первое положение (фиг. 2), в котором ресивер (2) не соединен с выпускным коллектором (8) и выпускной магистралью (12), а из двигателя внутреннего сгорания (1) ввиду возобновления топливоподачи, отработавшие газы идут напрямую в турбину (11) турбокомпрессора.When the fuel supply process is resumed, the electronic throttle of the internal combustion engine (14) returns to its working position, the control unit for the boost device (6) transfers the shut-off element of the three-way valve (5) to the first position (Fig. 2), in which the receiver (2) is not connected to the exhaust the collector (8) and the exhaust manifold (12), and from the internal combustion engine (1) due to the resumption of fuel supply, the exhaust gases go directly to the turbocharger turbine (11).

В таком случае ресивер (2) наполнен сжатым воздухом и закрыт от выпускного коллектора (8) и выпускной магистрали (12) трехходовым клапаном (5), при дальнейшем снижении частоты вращения (например, при торможении транспортного средства) происходит переход работы двигателя внутреннего сгорания (1) на режим холостого хода. В случае очередного перехода работы двигателя внутреннего сгорания (1) на режим принудительного холостого хода блок управления устройством наддува (6) определяет значение давления в ресивере (2) по показаниям датчика измерения давления (3). Если давление номинальное, то ресивер (2) наполнен полностью и накачивание воздуха в ресивер не производится. Если давление в ресивере (2) ниже номинального, то блок управления устройством наддува (6), переводит запорный элемент трехходового клапана (5) во второе положение (фиг. 3), в котором выпускной коллектор (8) соединяется только с объемом ресивера (2), электронная дроссельная заслонка (14) ДВС открывается блоком управления двигателем (16) и производится накачивание ресивера (2) сжатым воздухом до номинального давления или начала процесса топливоподачи.In this case, the receiver (2) is filled with compressed air and closed from the exhaust manifold (8) and the exhaust line (12) with a three-way valve (5), with a further decrease in the speed (for example, when the vehicle is braking), the internal combustion engine ( 1) to idle. In the case of the next transition of the internal combustion engine (1) to the forced idle mode, the supercharger control unit (6) determines the pressure in the receiver (2) based on the readings of the pressure measurement sensor (3). If the pressure is nominal, then the receiver (2) is full and air is not pumped into the receiver. If the pressure in the receiver (2) is lower than the nominal pressure, then the boost control unit (6) transfers the shut-off element of the three-way valve (5) to the second position (Fig. 3), in which the exhaust manifold (8) is connected only with the volume of the receiver (2) ), the electronic throttle (14) of the internal combustion engine is opened by the engine control unit (16) and the receiver (2) is pumped with compressed air to the nominal pressure or the fuel supply process begins.

При повышении нагрузки на двигатель внутреннего сгорания (1) (например, при разгоне транспортного средства) блок управления устройством наддува (6) получает сигнал от блока управления двигателем (16) и определяет, что мощность двигателя внутреннего сгорания (1) недостаточна, то дает команду на привод трехходового клапана (5) и переводит запорный элемент в третье положение (фиг. 4), в котором ресивер (2) соединен с выпускной магистралью (12) и выпускным коллектором (8), а отработавшие газы, ввиду наличия топливоподачи, идут напрямую в турбину (11) турбокомпрессора, за счет этого в выпускной коллектор (8) и выпускную магистраль (12) подается сжатый воздух из ресивера (2) под высоким давлением, где он смешивается с отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания и повышает давление отработавших газов.When the load on the internal combustion engine (1) increases (for example, when the vehicle accelerates), the boost control unit (6) receives a signal from the engine control unit (16) and determines that the power of the internal combustion engine (1) is insufficient, it gives the command to the actuator of the three-way valve (5) and transfers the shut-off element to the third position (Fig. 4), in which the receiver (2) is connected to the exhaust line (12) and the exhaust manifold (8), and the exhaust gases, due to the presence of fuel supply, go directly into the turbine (11) of the turbos compressor, due to this, compressed air from the receiver (2) is supplied to the exhaust manifold (8) and the exhaust manifold (12) under high pressure, where it is mixed with the exhaust gases of the internal combustion engine and increases the pressure of the exhaust gases.

После кратковременной подачи сжатого воздуха из ресивера (2) в выпускную магистраль (12) и выпускной коллектор (8) блок управления устройством наддува (6) переводит запорный элемент трехходового клапана (5) в первое положение (фиг. 2). За счет кратковременной подачи сжатого воздуха из ресивера (2) происходит повышение давления в выпускняй магистрали (12) и выпускном коллекторе (8), и кратковременно увеличивается мощность на валу (17) турбокомпрессора, за счет чего растет давление наддува, что приводит к увеличению мощности и частоты вращения двигателя внутреннего сгорания (1), что в свою очередь увеличивает температуру, расход и давление отработавших газов, которые обеспечивают необходимую мощность на валу турбокомпрессора без подачи сжатого воздуха из ресивера (2). Повышение давления в выпускной магистрали (12) и выпускном коллекторе (8) после подачи сжатого воздуха из ресивера (2) позволяет увеличить мощность турбокомпрессора и соответственно давление наддува, что позволяет повысить мощность двигателя внутреннего сгорания (1) в конкретной режимной точке до значений, которые не могут быть обеспечены только лишь работой турбокомпрессора, ввиду малой энергии отработавших газов и малой мощности турбокомпрессора в этой режимной точке без использования дополнительной энергии сжатого воздуха из ресивера (2).After a short supply of compressed air from the receiver (2) to the exhaust manifold (12) and the exhaust manifold (8), the boost control unit (6) transfers the shut-off element of the three-way valve (5) to the first position (Fig. 2). Due to the short-term supply of compressed air from the receiver (2), there is an increase in pressure in the exhaust manifold (12) and the exhaust manifold (8), and the power on the turbocharger shaft (17) increases briefly, due to which the boost pressure increases, which leads to an increase in power and the rotational speed of the internal combustion engine (1), which in turn increases the temperature, flow rate and pressure of the exhaust gases, which provide the necessary power on the shaft of the turbocharger without supplying compressed air from the receiver (2). Increasing the pressure in the exhaust manifold (12) and exhaust manifold (8) after supplying compressed air from the receiver (2) allows increasing the power of the turbocharger and, accordingly, boost pressure, which allows increasing the power of the internal combustion engine (1) at a specific operating point to values that cannot be provided only by the operation of the turbocompressor, due to the low energy of the exhaust gases and the low power of the turbocompressor at this operating point without using additional energy of compressed air from the receiver (2).

При очередном переходе двигателя внутреннего сгорания (1) на режим принудительного холостого хода алгоритм повторяется.At the next transition of the internal combustion engine (1) to the forced idle mode, the algorithm is repeated.

Особенность данного устройства наддува заключается в том, что управление потоком газа между ресивером и выпускными магистралями обеспечено за счет одного трехходового клапана, что, в совокупности, с остальными конструктивными чертами устройства наддува, существенно упрощает конструкцию, повышает надежность и массогабаритные характеристики устройства наддува. При этом устройство наддува не оказывает отрицательного влияния на наполнение цилиндров двигателя, так как ресивер никак не связан с процессом смесеобразования топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя.The peculiarity of this supercharger is that the gas flow between the receiver and the exhaust manifolds is ensured by one three-way valve, which, together with the other structural features of the supercharger, significantly simplifies the design, increases the reliability and overall dimensions of the supercharger. In this case, the boost device does not adversely affect the filling of the engine cylinders, since the receiver is in no way connected with the mixture formation process of the air-fuel mixture entering the engine cylinders.

Claims (5)

1. Устройство наддува для двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором, содержащее ресивер, подключенный к выпускному коллектору ДВС и выпускной магистрали, воздушный фильтр, соединенный с электронной дроссельной заслонкой ДВС и установленный, как и дроссельная заслонка ДВС, перед компрессором турбокомпрессора, причем турбина турбокомпрессора соединена с ДВС посредством выпускной магистрали и выпускного коллектора ДВС, причем устройство наддува соединено с блоком управления ДВС, отличающееся тем, что устройство наддува дополнительно содержит аварийный клапан давления, расположенный в ресивере, трехходовой клапан, расположенный на входе в ресивер и имеющий привод, блок управления устройством наддува, соединенный сигнальными кабелями управления с блоком управления ДВС, по которым поступают сигналы о режимах работы ДВС, и производится управление электронной дроссельной заслонкой ДВС, датчик измерения давления с измерительным элементом, который располагается во внутреннем объеме ресивера и позволяет осуществлять управление давлением в ресивере посредством управления от блока управления устройства наддува, причем первый выход трехходового клапана подключен к выпускному коллектору двигателя внутреннего сгорания, второй выход трехходового клапана располагается во внутренней полости ресивера, а третий выход трехходового клапана соединен с турбиной турбокомпрессора выпускной магистралью, причем привод трехходового клапана приводится в движение блоком управления устройства наддува, который соединен также с датчиком измерения давления, причем трехходовой клапан выполнен таким образом, что при повороте из крайнего положения на каждые 90 градусов его запорного элемента, объединяются его выходы в трех позициях: первый выход с третьим, второй с первым, и первый со вторым и третьим.1. A boost device for an internal combustion engine with a turbocharger, comprising a receiver connected to the exhaust manifold of the internal combustion engine and exhaust manifold, an air filter connected to the electronic throttle of the internal combustion engine and installed, like the throttle internal combustion engine, in front of the turbocharger compressor, the turbine of the turbocompressor being connected to ICE by means of the exhaust manifold and the exhaust manifold of the ICE, the boost device being connected to the ICE control unit, characterized in that the boost device is supplemented It contains an emergency pressure valve located in the receiver, a three-way valve located at the inlet of the receiver and having an actuator, a supercharger control unit connected by control signal cables to the internal combustion engine control unit, through which signals about the internal combustion engine operating modes are received, and electronic throttle control ICE damper, pressure measurement sensor with a measuring element, which is located in the internal volume of the receiver and allows you to control the pressure in the receiver by board from the control unit of the boost device, with the first output of the three-way valve connected to the exhaust manifold of the internal combustion engine, the second output of the three-way valve located in the inner cavity of the receiver, and the third output of the three-way valve connected to the turbine of the turbocharger with the exhaust manifold, and the drive of the three-way valve is driven by the unit control device pressurization, which is also connected to a pressure measurement sensor, and the three-way valve is designed so that about when turning from the extreme position for every 90 degrees of its locking element, its outputs are combined in three positions: the first exit with the third, the second with the first, and the first with the second and third. 2. Устройство наддува по п. 1, отличающееся тем, что трехходовой клапан выполнен с условным проходным сечением запорного элемента, равным сечению выпускной магистрали.2. The boost device according to claim 1, characterized in that the three-way valve is made with a conditional flow section of the shut-off element equal to the cross section of the exhaust manifold. 3. Устройство наддува по п. 1, отличающееся тем, что аварийный клапан, связывающий внутренний объем ресивера с атмосферой, выполнен таким образом, что позволяет ограничивать максимальное давление сжатого воздуха в ресивере путем стравливания его в атмосферу при превышении давления максимально допустимого.3. The pressurization device according to claim 1, characterized in that the emergency valve connecting the internal volume of the receiver with the atmosphere is designed in such a way that it allows limiting the maximum pressure of compressed air in the receiver by venting it into the atmosphere when the maximum pressure is exceeded. 4. Устройство наддува по п. 1, отличающееся тем, что ресивер и трехходовой клапан выполнены из жаростойкой нержавеющей стали.4. The boost device according to claim 1, characterized in that the receiver and the three-way valve are made of heat-resistant stainless steel. 5. Устройство наддува по п. 1, отличающееся тем, что выпускная магистраль турбокомпрессора выполнена в виде выпускной трубы из алюминизированной стали с проходным сечением, соответствующим для данного двигателя внутреннего сгорания.5. The boost device according to claim 1, characterized in that the exhaust pipe of the turbocharger is made in the form of an exhaust pipe made of aluminized steel with a bore suitable for a given internal combustion engine.
RU2019128159U 2019-09-06 2019-09-06 Supercharger for internal combustion engine RU197343U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128159U RU197343U1 (en) 2019-09-06 2019-09-06 Supercharger for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128159U RU197343U1 (en) 2019-09-06 2019-09-06 Supercharger for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU197343U1 true RU197343U1 (en) 2020-04-21

Family

ID=70415724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019128159U RU197343U1 (en) 2019-09-06 2019-09-06 Supercharger for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU197343U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2037630C1 (en) * 1991-12-29 1995-06-19 Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище Device for supercharging internal combustion engine
US20070246008A1 (en) * 2004-10-01 2007-10-25 Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh Method and device for increasing the torque of a reciprocating piston internal combustion engine, in particular of a diesel engine
RU101093U1 (en) * 2010-04-05 2011-01-10 Евгений Сергеевич Терещенко TURBO COMPRESSOR OPERATION CONTROL SYSTEM WITH TRANSPORT DIESEL RECEIVER
US20130305718A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Ford Global Technologies, Llc Stored compressed air management for improved engine performance
RU2638254C2 (en) * 2012-05-17 2017-12-12 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Method (versions) and system for reducing turbocharger delay in supercharged engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2037630C1 (en) * 1991-12-29 1995-06-19 Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище Device for supercharging internal combustion engine
US20070246008A1 (en) * 2004-10-01 2007-10-25 Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh Method and device for increasing the torque of a reciprocating piston internal combustion engine, in particular of a diesel engine
RU101093U1 (en) * 2010-04-05 2011-01-10 Евгений Сергеевич Терещенко TURBO COMPRESSOR OPERATION CONTROL SYSTEM WITH TRANSPORT DIESEL RECEIVER
US20130305718A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Ford Global Technologies, Llc Stored compressed air management for improved engine performance
RU2638254C2 (en) * 2012-05-17 2017-12-12 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Method (versions) and system for reducing turbocharger delay in supercharged engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8281587B2 (en) Supercharged boost-assist engine brake
CN101446228B (en) Electric and turbo double-intake supercharging device for engine
JP2003206717A (en) Crankcase ventilation system
JPS60259722A (en) Multi-cylinder internal combustion engine equipped with two exhaust turbo overchargers
GB2156429A (en) Control of i.c. engine plural turbocharger systems
US10570834B2 (en) Supercharging for improved engine braking and transient performance
US20150247446A1 (en) Method for Operating a Spark Ignition Internal Combustion Engine with an Exhaust Gas Turbocharger
CN201326455Y (en) Power-turbine dual air inlet pressurization device for engine
US20120227400A1 (en) Method and system for improving efficiency of multistage turbocharger
JP6448361B2 (en) Internal combustion engine
RU197343U1 (en) Supercharger for internal combustion engine
EP1482128B1 (en) Supercharged Internal combustion engine
WO2000065210A1 (en) A storage prebooster to improve the responsiveness of turbocharged internal combustion engines
RU2449139C1 (en) Turbocharging system of diesel locomotive internal combustion engine
CN104929757A (en) Self-pressurization engine
CN204851424U (en) Compressed air auxiliary device of pressure boost internal -combustion engine
RU101093U1 (en) TURBO COMPRESSOR OPERATION CONTROL SYSTEM WITH TRANSPORT DIESEL RECEIVER
RU197378U1 (en) Combined boost for car engine
KR200310864Y1 (en) Supercharger working of motor
RU207444U1 (en) Military Tracked Diesel Engine with Boost Control Device
JP2016125366A (en) Internal combustion engine
US20040139740A1 (en) Exhaust gas flow circuit and decharge unit for an internal combustion engine
CN104806345B (en) A kind of electric engine gas distribution device
JP6537271B2 (en) Internal combustion engine
US2779155A (en) Turbocharging system for internal combustion engines

Legal Events

Date Code Title Description
PC91 Official registration of the transfer of exclusive right (utility model)

Effective date: 20200820